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(2012•本溪模拟)如图是一种新型两座环保氢燃料汽车,其发动机把氢燃烧产生的内能转化为机械能,再通过传动机械驱动汽车行

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/21 12:12:43
(2012•本溪模拟)如图是一种新型两座环保氢燃料汽车,其发动机把氢燃烧产生的内能转化为机械能,再通过传动机械驱动汽车行驶.发动机内氢燃烧后,排出物是纯净的水和一点点热量,因此非常环保.若轮子的着地总面积为0.1m2,车自身质量400kg,车内载两人以72km/h的速度在水平地面上匀速行驶180km.(每人的质量为50kg,g=10N/Kg)
求:
(1)载两人后车静止时对地面的压强多大?
(2)在行驶途中受到的阻力为其重力的0.05倍,则牵引力所做的功为多少?
(3)若该行驶过程中发动机的效率是50%,则燃烧氢气的质量为多少?(氢气的热值1.4×108J/kg)
(1)车与人的总质量:
m=m+2m=400kg+20×50kg=500kg,
车对水平地面的压力:
F=G=mg=500kg×10N/kg=5000N,
车载人后对地面的压强:
P=
F压
S=
5000N
0.1m2=5×104Pa;
(2)车做运动直线运动,由平衡条件得:
车的牵引力:F=0.05G=0.05×5000N=250N,
牵引力做功:
W=Fs=250N×1.8×105m=4.5×107J;
(3)∵η=
W
Q,
∴氢气完全燃烧释放的热量:
Q=
W
η=
4.5×107J
50%=9×107J,
∵Q=qm,
∴氢气的质量:
m=
Q
q=
9×107J
1.4×108J/kg=0.64kg.
答:(1)载两人后车静止时对地面的压强为5×104Pa;
(2)牵引力所做的功为4.5×106J;
(3)燃烧氢气的质量为0.64kg.
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